WO2024202262A1

WO2024202262A1 - 油圧ポンプ状態監視装置、および油圧駆動装置

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Publication number: WO2024202262A1
Application number: PCT/JP2023/043889
Authority: WO
Inventors: 勉宇田川; 純司山本; 真幸小牧; 昭吾國岡
Original assignee: 日立建機株式会社
Priority date: 2023-03-28
Filing date: 2023-12-07
Publication date: 2024-10-03

Abstract

本発明は、油圧ポンプの入力から出力までの力変換効率に関わる特徴量を測定することにより、力変換効率に基づく油圧ポンプの診断を可能とする油圧ポンプ状態監視装置を提供することを目的とする。そのために、コントローラは、油圧ポンプの傾転量が所定の傾転量となり、かつ前記油圧ポンプの吐出圧力が所定の圧力となった場合に、前記吐出圧力が前記所定の圧力となったときにおける、原動機の回転力から前記油圧ポンプの作動油の吐出圧力への変換効率である力変換効率に関わる特徴量を算出する。

Description

油圧ポンプ状態監視装置、および油圧駆動装置

　本発明は、油圧ショベル、クレーン、その他種々の油圧機械、油圧装置の動力源として広汎に使用される油圧ポンプの状態を監視する装置に関する。

　油圧ポンプの状態を監視する装置に関する先行技術文献として、例えば特許文献１～３がある。特許文献１には、原動機と、作動油を貯留するタンクと、前記原動機によって駆動され、前記タンクから吸い込んだ作動油を吐出する片傾転型可変容量式の第１油圧ポンプと、前記第１油圧ポンプから供給される作動油によって駆動される複数の油圧アクチュエータと、前記複数のアクチュエータの動作を指示する操作装置と、前記原動機の回転数および前記第１油圧ポンプの傾転を制御するコントローラとを備えた建設機械において、前記第１油圧ポンプの圧力を検出する第１圧力センサと、前記第１油圧ポンプのブリードオフ流量を調整可能な第１ブリードオフ調整装置と、前記第１油圧ポンプの漏れ流量の測定を指示する入力装置とを備え、前記コントローラは、前記操作装置、前記第１圧力センサ、前記第１ブリードオフ調整装置、および前記入力装置に接続され、前記操作装置からの入力信号を基に前記操作装置の操作状態を判定し、前記第１圧力センサの検出信号を圧力値に換算し、制御指令値に応じた制御信号を前記第１ブリードオフ調整装置へ出力できるようにプログラムされており、前記操作装置が非操作状態にあると判定しかつ前記入力装置から測定指令が入力された場合に、前記第１油圧ポンプの流量を保持した状態で、前記第１ブリードオフ調整装置の制御指令値を変化させながら前記第１油圧ポンプの圧力を計測し、前記第１油圧ポンプの圧力が所定の圧力で安定したときの前記第１ブリードオフ調整装置の制御指令値に基づいて前記第１油圧ポンプの漏れ流量を算出することが記載されている。

特開２０２１－９５８６１号公報

　油圧ポンプは、原動機からの入力動力を作動油の吐出流量および吐出圧力という形で出力する。ポンプ内部の部品間の隙間（クリアランス）が大きくなると、ポンプ内部の漏れ流量の増加に伴って吐出流量が減少する。一方、ポンプ内部の摺動部品間の摩擦力が大きくなると、原動機の回転力（トルク）に対する抵抗力の増大に伴って吐出圧力が低下する。そこで、油圧ポンプの入力から出力までの速度変換効率（容積効率）と、油圧ポンプの入力から出力までの力変換効率（機械効率）という指標を導入し、これらの指標に基づいて油圧ポンプの診断を行うことが考えられる。

　しかしながら、特許文献１に記載の方法では、油圧ポンプの漏れ流量を測定することにより速度変換効率に基づいた診断が可能になるものの、力変換効率に基づいた診断はできない。

　本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、油圧ポンプの入力から出力までの力変換効率に関わる特徴量を測定することにより、力変換効率に基づく油圧ポンプの診断を可能とする油圧ポンプ状態監視装置を提供することにある。

　上記目的を達成するために、本発明は、原動機の回転により駆動されることで傾転量に応じた容量で作動油を吐出する可変容量型の油圧ポンプの状態を監視する油圧ポンプ状態監視装置において、前記原動機の回転力、ならびに前記油圧ポンプの傾転量および作動油の吐出圧力に関する情報を取得し、前記油圧ポンプの状態を監視するための演算機能を有するコントローラを備え、前記コントローラは、前記油圧ポンプの傾転量が所定の傾転量となり、かつ前記油圧ポンプの吐出圧力が所定の圧力となった場合に、当該吐出圧力が所定の圧力となったときにおける、前記原動機の回転力から前記油圧ポンプの作動油の吐出圧力への変換効率である力変換効率に関わる特徴量を算出するものとする。

　また、本発明は、原動機と、作動油を貯留するタンクと、前記原動機の回転により駆動され、傾転量に応じた容量で前記タンクの作動油を吸い込んで吐出する可変容量型の油圧ポンプと、前記原動機の回転力、ならびに前記油圧ポンプの傾転量および作動油の吐出圧力に関する情報を取得するとともに、前記油圧ポンプの傾転量を制御するコントローラとを備えた油圧駆動装置において、前記油圧ポンプの吐出圧力を検出する圧力センサを備え、前記コントローラは、前記油圧ポンプの傾転量を所定の傾転量に制御し、かつ前記圧力センサで検出された前記油圧ポンプの吐出圧力が所定の圧力となった場合に、前記原動機の回転力から前記油圧ポンプの作動油の吐出圧力への変換効率である力変換効率に関わる特徴量を算出するものとする。

　本発明によれば、前記油圧ポンプの入力から出力までの力変換効率に関わる特徴量を測定することにより、力変換効率に基づく油圧ポンプの診断が可能となる。

本発明の第１の実施例における油圧ショベルの側面図本発明の第１の実施例における油圧駆動装置の概略構成図可変容量型斜軸式油圧ポンプの構造図本発明の第１の実施例におけるコントローラの機能ブロック図本発明の第１の実施例におけるコントローラの処理を示すフローチャート本発明の第１の実施例（変形例）における分析サーバの処理を示す図本発明の第１の実施例（変形例）における油圧駆動装置の概略構成図本発明の第２の実施例における油圧駆動装置の概略構成図本発明の第２の実施例におけるコントローラの機能ブロック図本発明の第３の実施例におけるコントローラの機能ブロック図本発明の第３の実施例におけるコントローラの処理を示すフローチャート本発明の第４の実施例における油圧駆動装置の概略構成図

　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。各図中、同等の部材には同一の符号を付し、重複した説明は適宜省略する。本発明は、油圧ショベル、クレーン、その他種々の油圧機械、油圧装置に適用可能であるが、本実施形態は油圧ショベルに適用した一例である。

　図１は、本発明の第１の実施例における油圧ショベルの側面図である。油圧ショベル１００は、走行体１０１、走行体１０１上に旋回可能に取り付けられた旋回体１０２と、旋回体１０２の前側に上下方向に回動可能に取り付けられた作業装置１０３とを備えている。

　作業装置１０３は、旋回体１０２の前側に上下方向に回動可能に取り付けられたブーム１０４と、ブーム１０４の先端部に上下または前後方向に回動可能に取り付けられたアーム１０５と、アーム１０５の先端部に上下または前後方向に回動可能に取り付けられたバケット１０６とを備えている。ブーム１０４は、油圧アクチュエータであるブームシリンダ１０７によって駆動される。アーム１０５は、油圧アクチュエータであるアームシリンダ１０８によって駆動される。バケット１０６は、油圧アクチュエータであるバケットシリンダ１０９によって駆動される。旋回体１０２上の前側位置には、オペレータが搭乗する運転室１１０が設けられている。

　図２は、油圧ショベル１００に搭載された油圧駆動装置の概略構成を示す図である。油圧駆動装置２００は、原動機としてのエンジン２０と、エンジン２０によって駆動される片傾転型可変容量式の油圧ポンプ２１と、油圧ポンプ２１のポンプ傾転量ｑを制御する油圧パイロット式の傾転機構１１と、パイロット油圧源（図示せず）からの一次圧を減圧して生成したパイロット圧を傾転機構１１に出力する電磁比例弁２２と、油圧アクチュエータ１０７～１０９と、油圧アクチュエータ１０７～１０９の動作を指示する操作レバー５１と、測定指示装置５２と、方向切換弁ユニット２４と、リリーフ弁２６と、圧力センサ２７と、モニタ５０と、エンジン２０、電磁比例弁２２、コントローラ４０とを備えている。

　方向切換弁ユニット２４は、油圧ポンプ２１の吐出ポートに接続されたポンプ吐出油路２８に接続され、操作レバー５１の操作に応じて、油圧ポンプ２１から油圧アクチュエータ１０７～１０９に供給される圧油の流れを制御する。リリーフ弁２６は、ポンプ吐出油路２８の圧力を制限する安全弁であり、ポンプ吐出油路２８の圧力（＝ポンプ圧力Ｐ）がリリーフ設定圧Ｐｒを超えると開弁し、ポンプ吐出油路２８の圧油をタンク２９に排出する。圧力センサ２７は、ポンプ吐出油路２８に設けられ、ポンプ吐出油路２８の圧力（＝ポンプ圧力Ｐ）を圧力信号に変換し、コントローラ４０に出力する。

　コントローラ４０は、各機器からの信号を入力する入力インタフェース４０ａと、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従って各種演算を行う演算装置４０ｂと、プログラムや各種データを記憶する記憶装置４０ｃと、各機器へ制御信号を出力する出力インタフェース４０ｄとを有する。コントローラ４０は、操作レバー５１からの入力信号、圧力センサ２７からの圧力信号、および測定指示装置５２からの測定指令に応じて、エンジン２０、傾転機構１１、およびモニタ５０等を制御する。

　油圧ショベル等の建設機械に搭載される油圧ポンプとしてはアキシャルピストンタイプのポンプが多く用いられており、可変容量機構として斜軸タイプと斜板タイプとがある。どちらもピストンのストローク工程を変化させて押しのけ容積を変化させることで可変容量を実現している。

　片傾転型可変容量式の油圧ポンプの一例として、図３に可変容量型斜軸式油圧ポンプの構造を示す。油圧ポンプのケーシング１は、一端側が軸受部分となった略円筒状のケーシング本体１Ａと、ケーシング本体１Ａの他端側を閉塞したヘッドケーシング１Ｂとで構成されている。回転軸２は、ケーシング本体１Ａ内に回転可能に設けられている。シリンダブロック３は、ケーシング本体１Ａ内に位置して回転軸２と共に回転する。

　シリンダブロック３には、その軸方向に複数のシリンダ４が穿設されている。各シリンダ４内にはそれぞれピストン５が摺動可能に設けられ、各ピストン５にはコネクティングロッド６が取り付けられている。各コネクティングロッド６の先端には球形部６Ａが形成され、各球形部６Ａは回転軸２の先端に形成されたドライブディスク７に揺動自在に支持されている。シリンダブロック３は後述の弁板８と共に回転軸２に対し傾転角θをもって配設され、この傾転角θによってポンプ押しのけ容量（ポンプ傾転量）が決定される。

　弁板８は、その一側端面にシリンダブロック３が摺接し、弁板８の他側端面はヘッドケーシング１Ｂに形成された凹湾曲状の傾転摺動面９に摺接している。弁板８の中心には貫通孔８Ａが穿設され、貫通孔８Ａには後述するセンタシャフト１０と揺動ピン１５の各先端部が両側からそれぞれ挿入されている。弁板８にはシリンダブロック３の回転時に各シリンダ４と間歇的に連通する一対の給排ポート（図示せず）が穿設され、ヘッドケーシング１Ｂの傾転摺動面９に開口する一対の給排通路（図示せず）はこれらの給排ポートに弁板８の傾転位置（傾転角θ）の如何に拘らず連通するようになっている。

　センタシャフト１０は、ドライブディスク７と弁板８との間でシリンダブロック３を支持する。センタシャフト１０の一端側には球形部１０Ａが形成され、球形部１０Ａはドライブディスク７の軸中心位置に揺動自在に支持されている。一方、シリンダブロック３の中心を貫通して突出したセンタシャフト１０の他端側は弁板８の貫通孔８Ａ内に摺動可能に挿入され、シリンダブロック３を弁板８に対してセンタリングするようになっている。

　傾転機構１１は、傾転摺動面９に沿って弁板８を傾転させる。傾転機構１１は、ヘッドケーシング１Ｂ内に形成され、軸方向両端側に油通孔１２Ａ，１２Ｂを有したシリンダ室１２と、シリンダ室１２内に摺動可能に挿嵌され、シリンダ室１２内に液圧室１３Ａ，１３Ｂを画成したサーボピストン１４と、基端側がサーボピストン１４に固着され、先端側が球形状先端部１５Ａとなって弁板８の貫通孔８Ａに揺動可能に挿嵌された揺動ピン１５とから構成されている。

　制御部１６は、傾転機構１１を介して弁板８を傾転制御する。制御部１６は、ヘッドケーシング１Ｂの外側に設けられ、パイロットポンプから給排される圧油量（パイロット圧）をフィードバック制御する絞り切換弁（いずれも図示せず）を備えている。そして、この絞り切換弁にはスリーブ（図示せず）が設けられ、このスリーブとサーボピストン１４とは、ヘッドケーシング１Ｂの長孔１Ｃに挿通されたフィードバックピン１７によって一体的に連結されている。

　制御部１６の絞り切換弁を操作レバー等で切換操作すると、そのときの切換操作量に応じた圧油（パイロット圧）が前記パイロットポンプから油通孔１２Ａ，１２Ｂを介して傾転機構１１の液圧室１３Ａ，１３Ｂ内に給排され、液圧室１３Ａ，１３Ｂ間の圧力差でサーボピストン１４を摺動変位させることにより、サーボピストン１４は揺動ピン１５を介して弁板８およびシリンダブロック３を傾転角θをもって矢示Ａ方向に傾転させる。そして、前記絞り切換弁のスリーブはサーボピストン１４の変位に追従して変位することにより、前記パイロットポンプからの圧油量をフィードバック制御し、サーボピストン１４の変位量を前記絞り切換弁の切換操作量に対応させた状態に保持する。

　このような構成を備えたアキシャルピストンタイプの可変容量型油圧ポンプにおいては、斜軸または斜板の傾き量（傾転角θ）を変えて１回転当たりのピストンの押しのけ量を増減することにより、ポンプの吐出流量を変化させることができる。

　次に、油圧ポンプで生じるロスについて説明する。ポンプの主要な可動部、摺動部としては前述したように、軸受けや各ピストン５と各シリンダ４との摺動、シリンダブロック３と弁板８の摺動部、弁板８とヘッドケーシング１Ｂとの摺動等が挙げられる。ポンプからの吐出油はこのシリンダブロック３から弁板８を経由して吐出ポート（図示しない）に移送されることになり、これら摺動部が摺動に際して潤滑不良等が起きると摩耗等が発生して傾転摺動面の隙間が大きくなる。この隙間が追加され部品間クリアランスが正常時の規定量よりも大きくなることになりポンプの吐出油がその隙間から低圧部へ流れ出る（漏れる）ことになる。その結果、ポンプの吐出流量が正常時の吐出流量よりも漏れ流量分減少してしまうことになる。また、上記摺動部においてかじりや摩耗、潤滑不良などにより摩擦力が増大すると、ポンプ動作を妨げる方向に作用する力が大きくなり、油圧力がその分減少してしまうことになる。

　ここで、油圧ポンプ２１の動力（仕事率［Ｊ／ｓ＝Ｗ］）と効率について説明する。

　油圧ポンプ２１に入力される回転動力Ｐｗｒ＿ｅは以下の式で表される。

　Ｐｗｒ＿ｅ＝Ｔｅ×Ｎｅ／６０×２π　・・・（１）
　Ｔｅ［Ｎ・ｍ］：エンジントルク
　Ｎｅ［ｒｐｍ］：エンジン回転数
　油圧ポンプ２１から出力される油圧動力Ｐｗｅ＿ｐは以下の式で表される。

　Ｐｗｒ＿ｐ＝Ｐ×Ｑ／６０×１０００　・・・（２）
　Ｐ［ＭＰａ］：油圧ポンプ２１の吐出圧力
　Ｑ［Ｌ／ｍｉｎ］：油圧ポンプ２１の吐出流量
　油圧ポンプ２１の全効率ηは以下の式で表される。

　η＝Ｐｗｒ＿ｐ／Ｐｗｒ＿ｅ×１００　・・・（３）
　ここで、動力は力と速度の積で表されるため、全効率ηは以下のように表すことができる。

　η＝ηｍ×ηｖ　・・・（４）
　ηｍ：力変換効率
　ηｖ：速度変換効率
　力変換効率ηｍは、油圧ポンプ２１の入力から出力に至るまでの力の伝達効率（機械効率）、本実施例においては、エンジン２０（原動機）の回転力から油圧ポンプ２１の作動油の吐出圧力への変換効率を意味する。また、速度変換効率ηｖは、油圧ポンプ２１の入力から出力に至るまでの速度の伝達効率（容積効率）、本実施例においては、エンジン２０（原動機）の回転数から油圧ポンプ２１の作動油の吐出流量への変換効率を意味する。すなわち、入力から出力までに“力”に関する出力低下があった場合は力変換効率ηｍが低下し、“速度”に関する出力低下があった場合は速度変換効率ηｖが低下する。

　一方、力変換効率ηｍは以下の式で表される。

　ηｍ＝Ｔｐ／Ｔｅ　・・・（５）
　Ｔｐ［Ｎ・ｍ］：圧油から受ける反作用トルク
　反作用トルクＴｐは以下の式で求められる。

　Ｔｐ＝ΔＰ×ｑ／２π×１０００　・・・（６）
　ΔＰ［ＭＰａ］：ポンプ差圧（＝ポンプ圧力Ｐ－タンク圧（≒０））
　ｑ［ｃｍ^３／ｒｅｖ］：ポンプ傾転量
　ここで、力変換効率ηｍに関わる特徴量とは、力変換効率ηｍを算出するのに必要なパラメータであり、エンジントルク（原動機の回転力）Ｔｅ、ポンプ傾転量ｑ、およびポンプ圧力（作動油の吐出圧力）Ｐなどがこれに相当する。

　従来技術は、速度変換効率ηｖに関わる特徴量として油圧ポンプの漏れ流量Ｑｌｅａｋを測定することにより、速度変換効率ηｖに基づく油圧ポンプの診断を可能とするものである。これに対して本実施例は、力変換効率ηｍに関わる特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐを測定することにより、力変換効率ηｍに基づく油圧ポンプ２１の診断を可能とするものである。

　ここで、力変換効率ηｍの低下する要因について触れておく。油圧ポンプ２１の回転運動にかかわる運動方程式は以下の通りである。

　Ｊｄ^２θ／ｄｔ^２＝Ｔｅ－Ｔｐ－Ｔｌｏｓｓ　・・・（７）
　Ｊ：油圧ポンプ２１の回転軸周りの慣性モーメント
　θ：油圧ポンプ２１の回転軸の回転角
　Ｔｅ：エンジントルク
　Ｔｐ：反作用トルク
　Ｔｌｏｓｓ：ロストルク
　回転角速度が一定の運転動作（ｄ^２θ／ｄｔ^２＝０）においては、式（７）の左辺が０になるため、ロストルクＴｌｏｓｓは以下のように表すことができる。

　Ｔｌｏｓｓ＝Ｔｅ－Ｔｐ　・・・（８）
　式（５）を用いて式（８）の反作用トルクＴｐを消去すると、ロストルクＴｌｏｓｓは以下のように表せる。

　Ｔｌｏｓｓ＝Ｔｅ×（１－ηｍ）　・・・（９）
　ロストルクＴｌｏｓｓは、ポンプ内部の摺動部の摺動抵抗力、ポンプ内部の転がり回転部の転がり抵抗力、ポンプ運転時の油圧攪拌抵抗力などに応じて変化する。式（９）から明らかなように、ロストルクＴｌｏｓｓが増大すると力変換効率ηｍが低下する。よって、力変換効率ηｍを監視することにより、ロストルクＴｌｏｓｓの増大を検知することが可能となる。

　図４は、第１の実施例におけるコントローラ４０の機能ブロック図である。本実施例におけるコントローラ４０は、測定条件判定部４１と、特徴量算出部４２とを備えている。コントローラ４０は、ＣＰＵ等の演算処理装置、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置、外部機器との間の信号入出力を行う入出力インタフェースなどで構成され、記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより各部の機能を実現する。なお、図４中、油圧ポンプ２１の力変換効率ηｍに関わる特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐの測定に関わる機能のみを示し、油圧アクチュエータ１０７～１０９の駆動に関わる機能などは省略している。

　測定条件判定部４１は、測定指示装置５２からの測定指令を受けて、特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐの測定条件が成立したか否かを判定し、測定条件が成立したと判定した場合に、特徴量算出部４２に対して特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐの算出を指示する。ここで、測定指示装置５２は、機体に新たに追加してもよいし、機体に備えられたタイマーや、コントローラ４０と通信可能な外部機器などを流用してもよい。本実施例における測定条件は、エンジン回転数Ｎｅが目標エンジン回転数Ｎｔ±公差の範囲内にあり、ポンプ傾転量ｑが目標ポンプ傾転量ｑｔ±公差の範囲内にあり、かつポンプ圧力Ｐが目標ポンプ圧力Ｐｔ±公差の範囲内にあるものとする。従って、これらの公差を小さな値に設定することにより、測定条件のばらつきを抑えることが可能となる。

　特徴量算出部４２は、測定条件判定部４１からの指示を受けて、エンジントルクＴｅ、ポンプ傾転量ｑ、およびポンプ圧力Ｐの各代表値を特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐとして算出する。特徴量算出部４２は、算出した特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐを時刻情報と合わせて記憶装置４０ｃに記憶し、運転室１１０に配置されたモニタ５０等に出力するとともに、無線通信等を介して車両管理者やサービス部門等に通知する。

　図５は、第１の実施例におけるコントローラ４０の処理を示すフローチャートである。以下、各ステップについて順に説明する。

　コントローラ４０は、まず、測定指令の入力が有るか否かを判定する（ステップＳ１０１）。

　ステップＳ１０１の判定結果がＮｏの場合は、当該フローを終了する。

　ステップＳ１０１の判定結果がＹｅｓの場合は、エンジン回転数Ｎｅおよびポンプ傾転量ｑを取得し、ポンプ圧力Ｐを計測する（ステップＳ１０２）。

　ステップＳ１０２に続き、特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐの測定条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１０３）。

　ステップＳ１０３の判定結果がＮｏの場合は、ステップＳ１０１へ戻る。

　ステップＳ１０３の判定結果がＹｅｓの場合は、エンジントルクＴｅとポンプ傾転量ｑを取得するとともに、ポンプ圧力Ｐを計測する（ステップＳ１０４）。

　ステップＳ１０４に続き、エンジントルクＴｅ、ポンプ傾転量ｑ、およびポンプ圧力Ｐの各代表値を特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐとして算出する（ステップＳ１０５）。代表値の算出方法としては、直近複数回の計測値を平均する方法、ローパスフィルタで計測値を平滑化する方法などが考えられるが、算出方法はこれらに限定されない。

　ステップＳ１０５に続き、特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐと時刻情報を記憶装置４０ｃに記憶させ、モニタ５０等に出力するとともに、無線通信等を介して車両管理者やサービス部門等に通知し（ステップＳ１０６）、当該フローを終了する。

　（まとめ）
　第１の実施例では、原動機２０の回転により駆動されることで傾転量ｑに応じた容量で作動油を吐出する可変容量型の油圧ポンプ２１の状態を監視する油圧ポンプ状態監視装置において、原動機２０の回転力Ｔｅ、ならびに油圧ポンプ２１の傾転量ｑおよび作動油の吐出圧力Ｐに関する情報を取得し、油圧ポンプ２１の状態を監視するための演算機能を有するコントローラ４０を備え、コントローラ４０は、油圧ポンプ２１の傾転量ｑが所定の傾転量ｑｔとなり、かつ油圧ポンプ２１の吐出圧力Ｐが所定の圧力Ｐｔとなった場合に、吐出圧力Ｐが所定の圧力Ｐｔとなったときにおける、原動機２０の回転力Ｔｅから油圧ポンプ２１の作動油の吐出圧力Ｐへの変換効率である力変換効率ηｍに関わる特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐを測定する。

　また、第１の実施例では、原動機２０と、作動油を貯留するタンク２９と、原動機２０の回転により駆動され、傾転量ｑに応じた容量でタンク２９の作動油を吸い込んで吐出する可変容量型の油圧ポンプ２１と、原動機２０の回転力Ｔｅ、ならびに油圧ポンプ２１の傾転量ｑおよび作動油の吐出圧力Ｐに関する情報を取得するとともに、油圧ポンプ２１の傾転量ｑを制御するコントローラ４０とを備えた油圧駆動装置２００において、油圧ポンプ２１の吐出圧力を検出する圧力センサ２７を備え、コントローラ４０は、油圧ポンプ２１の傾転量ｑを所定の傾転量ｑｔに制御し、かつ圧力センサ２７で検出された油圧ポンプ２１の吐出圧力Ｐが所定の圧力Ｐｔとなった場合に、原動機２０の回転力Ｔｅから油圧ポンプ２１の作動油の吐出圧力Ｐへの変換効率である力変換効率ηｍに関わる特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐを算出する。

　以上のように構成した第１の実施例によれば、油圧ポンプ２１の稼働状態が所望の測定条件を満たした場合に、力変換効率ηｍに関わる特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐが測定されるため、力変換効率ηｍに基づく油圧ポンプ２１の診断が可能となる。なお、特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐの測定条件は１つに限らず、複数設定してもよい。例えば油圧ショベル１００の主な運転動作として、掘削作業時における大出力運転動作（高いエンジン回転数Ｎｅ、高いポンプ圧力Ｐ、高いポンプ傾転量ｑ）、整地作業などの中出力運転動作（中程度のエンジン回転数Ｎｅ、中程度のポンプ圧力Ｐ、中程度のポンプ傾転量ｑ）、および微速作業などの小出力運転動作（中度のエンジン回転数Ｎｅ、低いポンプ圧力Ｐ、低いポンプ傾転量ｑ）がある。これらの運転動作に対応した測定条件を設定することにより、油圧ショベル１００に搭載された油圧ポンプ２１の適切な診断が可能となる。

　また、第１の実施例における特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐは、原動機２０の回転力Ｔｅ、油圧ポンプの傾転量ｑ、および油圧ポンプ２１の吐出圧力Ｐを含む。これにより、原動機２０の回転力Ｔｅ、油圧ポンプ２１の傾転量ｑ、および油圧ポンプ２１の吐出圧力Ｐを測定することにより、力変換効率ηｍに基づく油圧ポンプ２１の診断が可能となる。

　なお、本実施例では、１台のエンジン２０で１台の油圧ポンプ２１が駆動される構成を説明したが、建設機械には油圧ポンプが複数個搭載されるのが一般的である。図６に２台の油圧ポンプを備えた油圧駆動装置２００の概略構成を示す。この構成では、１台のエンジン２０で２台の油圧ポンプ２１ａ，２１ｂが駆動される。この場合、油圧ポンプ２１ａ，２１ｂから出力される油圧動力Ｐｗｒ＿ｐは各油圧ポンプから出力される油圧動力の合計となり、以下のように算出することができる。

　Ｐｗｒ＿ｐ＝Ｐ×Ｑ
　　　　　　＝Ｐ１×Ｑ１＋Ｐ２×Ｑ２
　　　　　　＝Ｎｅ×（Ｐ１×ｑ１＋Ｐ２×ｑ２）　・・・（１０）
　Ｐ１：油圧ポンプ２１ａの吐出圧力
　Ｐ２：油圧ポンプ２１ｂの吐出圧力
　Ｑ１：油圧ポンプ２１ａの吐出流量
　Ｑ２：油圧ポンプ２１ｂの吐出流量
　ｑ１：油圧ポンプ２１ａの傾転量
　ｑ２：油圧ポンプ２１ｂの傾転量
　従って、複数の油圧ポンプを備えた油圧駆動装置においても、１台の油圧ポンプを備えた油圧駆動装置と同様に、力変換効率ηｍに基づく油圧ポンプの診断が可能となる。

　また、本実施例では、油圧ショベル１００側で力変換効率ηｍに関わる特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐを算出し、時刻情報と合わせて運転室１１０のモニタ５０等へ出力する構成としたが、衛星通信等を利用した通信手段を用いて他の拠点に設置した分析サーバへ転送し、分析サーバ側で診断処理を行っても良い。分析サーバ側で診断処理を行う場合の構成例を図７に示す。この例では、特徴量が判定閾値を超えた場合に油圧ポンプ２１を異常と判定している。このように分析サーバ側で診断処理を行うことにより、油圧ポンプの力変換効率の低下に関わる不具合兆候を遠隔地でも把握することができる。判定閾値は分析サーバ側で容易に変更することができるため、診断の不具合レベルを容易に調整することができる。例えば、分析サーバは機械１台のみのデータだけではなく、比較対象（同種、同クラス等）の多数の機械のデータを収集できるため、母集団からの乖離具合や外れ具合等の相対値比較で判定閾値を決めてもよい。この場合、機体を運用しながら判定閾値を最適な値に調整することができる。

　本発明の第２の実施例について、上記実施例との相違点を中心に説明する。第１の実施例では、油圧ポンプ２１の稼働状態が所定の測定条件を満たした場合に、力変換効率ηｍに関わる特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐを測定する構成とした。しかしながら、油圧ショベル１００のような建設機械はオペレータの操作に応じて多様な動作を行い、それに応じて油圧ポンプ２１の稼働状態は変動するため、油圧ポンプ２１の稼働状態が測定条件を安定的に満たすことはほとんど期待できない。その結果、特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐの測定値にばらつきが生じ、力変換効率ηｍに基づく油圧ポンプ２１の診断の信頼性が低下するおそれがある。本実施例は、特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐの測定条件が安定的に満たされるような油圧ポンプ２１の稼働状態を実現するものである。

　図８は、第２の実施例における油圧駆動装置２００の概略構成図である。本実施例における油圧駆動装置２００は、ポンプ吐出油路２８に配置されたブリードオフ弁２５を更に備えている。ブリードオフ弁２５は、ポンプ吐出油路２８から吐出されて方向切換弁ユニット２４を介してタンク２９へ還流される作動油の流れを遮断するように構成され、方向切換弁ユニット２４内の制御スプール（図示せず）の上流または下流に配置される。図８では、当該制御スプールの上流にブリードオフ弁２５を配置した例を示している。ブリードオフ弁２５は、コントローラ４０からの制御信号に応じて開閉し、ポンプ吐出油路２８を連通または遮断する。ブリードオフ弁２５は、方向切換弁ユニット２４およびリリーフ弁２６とともに、方向流量制御弁などと称する単一のバルブユニットとして構成されることが多い。

　コントローラ４０は、測定指示装置５２からの測定指令を受けて、ブリードオフ弁２５の開口面積Ａｂ、エンジン回転数Ｎｅ、およびポンプ傾転量ｑを制御し、圧力センサ２７で検出したポンプ圧力Ｐに基づいて、油圧ポンプ２１の力変換効率ηｍに関わる特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐを算出し、記憶装置４０ｃに記憶させ、モニタ５０等に出力するとともに、無線通信等を介して車両管理者やサービス部門等に通知する。

　図９は、第２の実施例におけるコントローラ４０の機能ブロック図である。コントローラ４０は、第１の実施例（図に４示す）の構成に加えて、測定制御部４３、エンジン回転数制御部４４、ポンプ傾転制御部４５、および、ブリードオフ弁制御部４６を備えている。

　測定制御部４３は、測定指令およびレバー中立信号を受けて、特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐの測定条件を成立させるように、エンジン回転数制御部４４、ポンプ傾転制御部４５、およびブリードオフ弁制御部４６に対して指令を出力する。測定指令は、運転室１１０に配置されたスイッチ等の入力装置の操作を介して生成させても良いし、エンジン２０が始動してコントローラ４０の電源が入った直後に自動的に生成させても良い。その場合、コントローラ４０の電源装置（図示せず）から入力される電力信号が測定指令に相当する。レバー中立信号は、油圧アクチュエータ１０７～１０９の非操作時に発生する信号であり、操作レバー５１からの入力信号に応じて生成される。

　エンジン回転数制御部４４は、測定制御部４３からの指令を受けて、エンジン回転数Ｎｅを目標エンジン回転数Ｎｔと一致させるための制御信号を出力する。ポンプ傾転制御部４５は、測定制御部４３からの指令を受けて、ポンプ傾転量ｑを目標ポンプ傾転量ｑｔと一致させるための制御信号を出力する。ブリードオフ弁制御部４６は、測定制御部４３からの指令を受けて、ブリードオフ弁２５の閉じるための制御信号を出力する。これにより、エンジン回転数Ｎｅが目標エンジン回転数Ｎｔで一定となり、ポンプ傾転量ｑが目標ポンプ傾転量ｑｔで一定となり、ポンプ圧力Ｐがリリーフ弁２６の設定圧で一定となるため、特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐの測定条件が安定的に成立する。

　（まとめ）
　第２の実施例における油圧駆動装置２００は、油圧ポンプ２１から吐出された後にタンク２９に還流される作動油の流量を調整可能なブリードオフ弁２５と、油圧ポンプ２１の吐出圧力Ｐを規制するリリーフ弁２６と、特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐの算出をコントローラ４０に指示する測定指示装置５２とを備え、所定の圧力Ｐｔは、リリーフ弁２６の設定圧Ｐｒであり、コントローラ４０は、測定指示装置５２からの指示が入力された場合に、原動機２０の回転数Ｎｅを所定の回転数Ｎｔに制御し、油圧ポンプ２１の傾転量ｑを所定の傾転量ｑｔに制御し、かつブリードオフ弁２５を閉じる。

　以上のように構成した第２の実施例によれば、特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐの測定条件を安定的に成立させることができるため、力変換効率ηｍに基づく油圧ポンプ２１の診断の信頼性を向上させることが可能となる。

　本発明の第３の実施例について、上記実施例との相違点を中心に説明する。第１および第２の実施例では、力変換効率ηｍに関わる特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐを測定することにより、力変換効率ηｍに基づく油圧ポンプ２１の診断が可能となるが、速度変換効率ηｖに基づく診断はできない。本実施例は、力変換効率ηｍおよび速度変換効率ηｖに基づく油圧ポンプ２１の診断を可能とするものである。なお、第３の実施例における油圧駆動装置２００の回路構成は、第２の実施例（図８に示す）と同様であるため、説明は省略する。

　図１０は、第３の実施例におけるコントローラ４０の機能ブロック図である。本実施例におけるコントローラ４０は、第２の実施例（図９に示す）の構成に加えて、油圧ポンプ２１の入力から出力までの速度変換効率ηｖに関わる特徴量を算出する特徴量算出部４８を備えている。

　速度変換効率ηｖは以下の式で表される。

　ηｖ＝Ｑｏｕｔ／Ｑｉｎ　・・・（１１）
　Ｑｏｕｔ［Ｌ／ｍｉｎ］：ポンプ吐出流量
　Ｑｉｎ［Ｌ／ｍｉｎ］：ポンプ吸込流量
　ポンプ吸込流量Ｑｉｎは以下の式で求められる。

　Ｑｉｎ＝ｑ×Ｎｅ／１０００　・・・（１２）
　ｑ［ｃｍ^３／ｒｅｖ］：ポンプ傾転量
　Ｎｅ［ｒｐｍ］：エンジン回転数
　ポンプ吐出流量Ｑｏｕｔは以下の式で求められる。

　Ｑｏｕｔ＝Ｑｂ＝Ｃ×Ａｂ×√（２×ΔＰｂ／ρ）　・・・（１３）
　Ｑｂ：ブリードオフ弁通過流量
　Ｃ：係数
　Ａｂ：ブリードオフ弁開口面積
　ΔＰｂ：ブリードオフ弁前後差圧（＝ポンプ圧力Ｐ－タンク圧（≒０））
　ρ：作動油密度
　速度変換効率ηｖに関わる特徴量とは、速度変換効率ηｖを算出するのに必要なパラメータであり、ポンプ傾転量ｑ、エンジン回転数Ｎｅ、ポンプ圧力Ｐ、およびブリードオフ弁開口面積Ａｂなどがこれに相当する。

　ここで、漏れ流量Ｑｌｅａｋは以下のように表せる。

　Ｑｌｅａｋ＝Ｑｉｎ－Ｑｏｕｔ　・・・（１４）
　式（１１）を用いて式（１４）のポンプ吐出流量Ｑｏｕｔを消去すると、漏れ流量Ｑｌｅａｋは以下のように表せる。

　Ｑｌｅａｋ＝Ｑｉｎ×（１－ηｖ）　・・・（１５）
　式（１５）から明らかなように、漏れ流量Ｑｌｅａｋが増大すると速度変換効率ηｖが低下する。よって、速度変換効率ηｖを監視することにより、漏れ流量Ｑｌｅａｋの増大を検知することが可能となる。

　測定制御部４３は、測定指令およびレバー中立信号を受けて、特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐの測定条件を成立させるように、エンジン回転数制御部４４、ポンプ傾転制御部４５、およびブリードオフ弁制御部４６に指令を出力するとともに、測定条件判定部４１に測定指令を出力する。なお、特徴量算出部４２、エンジン回転数制御部４４、ポンプ傾転制御部４５、およびブリードオフ弁制御部４６の各機能は、第２の実施例（図９）と同様であるため、説明は省略する。

　測定条件判定部４１は、測定制御部４３からの測定指令を受けて、特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐの測定条件が成立したか否かを判定し、測定条件が成立したと判定した場合は、特徴量算出部４２に対して特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐの算出を指示するとともに、特徴量算出部４８に対して特徴量ｑ，Ｎｅ，Ｐ，Ａｂの算出を指示する。

　特徴量算出部４８は、測定条件判定部４１からの指示を受けて、ポンプ傾転量ｑ、エンジン回転数Ｎｅ、ポンプ圧力Ｐ、およびブリードオフ弁開口面積Ａｂの各代表値を特徴量ｑ，Ｎｅ，Ｐ，Ａｂとして算出する。特徴量算出部４８は、算出した特徴量ｑ，Ｎｅ，Ｐ，Ａｂを時刻情報と合わせて記憶装置４０ｃに記憶し、運転室１１０に配置されたモニタ５０等に出力するとともに、無線通信等を介して車両管理者やサービス部門等に通知する。

　図１１は、第３の実施例におけるコントローラ４０の処理を示すフローチャートである。なお、図１１中、速度変換効率ηｖに関わる特徴量ｑ，Ｎｅ，Ｐ，Ａｂの測定処理のみを示し、速度変換効率ηｖに関わる特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐの測定処理は省略している。以下、各ステップについて順に説明する。

　コントローラ４０は、まず、操作レバー５１が中立（非操作状態）か否かを判定する（ステップＳ３０１）。

　ステップＳ３０１の判定結果がＮｏの場合は、当該フローを終了する。

　ステップＳ３０１の判定結果がＹｅｓの場合は、油圧ポンプ２１ａの吸込流量Ｑｉｎが規定流量となるように、エンジン回転数Ｎｅとポンプ傾転量ｑを調整する（ステップＳ３０２）。

　ステップＳ３０２に続き、ポンプ圧力Ｐを計測する（ステップＳ３０３）。

　ステップＳ３０３に続き、ポンプ圧力Ｐが目標ポンプ圧力Ｐｔと等しいか否かを判定する（ステップＳ３０４）。

　ステップＳ３０４の判定結果がＮｏの場合は、ブリードオフ弁開口面積Ａｂを調整し（ステップＳ３０５）、ステップＳ３０３へ戻る。ステップＳ３０５では、具体的には、ポンプ圧力Ｐが目標ポンプ圧力Ｐｔよりも低い場合はブリードオフ弁開口面積Ａｂを小さくし、ポンプ圧力Ｐが目標ポンプ圧力Ｐｔよりも高い場合はブリードオフ弁開口面積Ａｂを大きくする。

　ステップＳ３０４の判定結果がＹｅｓの場合は、ブリードオフ弁開口面積Ａｂ、ポンプ傾転量ｑ、およびエンジン回転数Ｎｅを取得するとともに、ポンプ圧力Ｐを計測する（ステップＳ３０６）。

　ステップＳ３０６に続き、ステップＳ３０４の実行回数が規定回数に達したか否かを判定し（ステップＳ３０７）、ステップＳ３０７の判定結果がＮｏの場合はステップＳ３０３へ戻る。この判定は、ステップＳ３０６で取得または計測されるデータにバラツキ等があることを考慮して後に移動平均処理やフィルタ処理等を行うためのデータ数を確保することを目的としており、処理内容やデータの取得レートに応じて規定回数は設定される。

　ステップＳ３０７の判定結果がＹｅｓの場合は、規定回数分のブリードオフ弁開口面積Ａｂ、ポンプ傾転量ｑ、およびエンジン回転数Ｎｅの取得値、ならびにポンプ圧力Ｐの計測値をそれぞれ平均化し、特徴量として算出する（ステップＳ３０８）。

　ステップＳ３０８に続き、特徴量ｑ，Ｎｅ，Ｐ，Ａｂを時刻情報とともに記憶装置４０ｃに記憶させ、モニタ５０等に出力するとともに、無線通信等を介して車両管理者やサービス部門等に通知する（ステップＳ３０９）。

　ステップＳ３０９に続き、ブリードオフ弁開口面積Ａｂ、ポンプ傾転量ｑ、およびエンジン回転数Ｎｅを当該フロー開始前の状態に戻し（ステップＳ３１０）、当該フローを終了する。

　（まとめ）
　第３の実施例におけるコントローラ４０は、油圧ポンプ２１から吐出された後にタンク２９に還流される作動油の流量を調整可能なブリードオフ弁２５と、特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐの算出をコントローラ４０に指示する測定指示装置５２とを備え、コントローラ４０は、測定指示装置５２からの指示が入力された場合に、原動機２０の回転数Ｎｅを所定の回転数Ｎｔに制御し、油圧ポンプ２１の傾転量ｑを所定の傾転量ｑｔに制御し、かつ圧力センサ２７で検出された油圧ポンプ２１の吐出圧力Ｐが所定の圧力Ｐｔと一致するようにブリードオフ弁２５の開口面積Ａｂを調整する。

　以上のように構成した第３の実施例によれば、第２の実施例と同様に、特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐの測定条件を安定的に成立させることができるため、力変換効率ηｍに基づく油圧ポンプ２１の診断の信頼性を向上させることが可能となる。

　また、第３の実施例におけるコントローラ４０は、原動機２０の回転数Ｎｅを所定の回転数Ｎｔに制御し、油圧ポンプ２１の傾転量ｑを所定の傾転量ｑｔに制御し、かつ圧力センサ２７で検出された油圧ポンプ２１の吐出圧力Ｐが所定の圧力Ｐｔと一致するようにブリードオフ弁２５の開口面積Ａｂを調整した状態で、力変換効率ηｍに関わる特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐを算出するとともに、原動機２０の回転数Ｎｅから油圧ポンプ２１の作動油の吐出流量Ｑｏｕｔへの変換効率である速度変換効率ηｖに関わる特徴量ｑ，Ｎｅ，Ｐ，Ａｂを算出する。これにより、速度変換効率ηｖに基づく油圧ポンプ２１の診断か可能となる。

　また、第３の実施例における速度変換効率ηｖに関わる特徴量ｑ，Ｎｅ，Ｐ，Ａｂは、油圧ポンプ２１の傾転量ｑ、原動機２０の回転数Ｎｅ、油圧ポンプ２１の吐出圧力Ｐ、およびブリードオフ弁２５の開口面積Ａｂを含む。これにより、油圧ポンプ２１の傾転量ｑ、原動機２０の回転数Ｎｅ、油圧ポンプ２１の吐出圧力Ｐ、およびブリードオフ弁２５の開口面積Ａｂを測定することにより、速度変換効率ηｖに基づく油圧ポンプ２１の診断が可能となる。

　本発明の第４の実施例について、上記実施例との相違点を中心に説明する。第１または第２の実施例では力変換効率ηｍに基づく油圧ポンプ２１の診断が可能となり、第３の実施例では力変換効率ηｍおよび速度変換効率ηｖに基づく油圧ポンプ２１の診断が可能となる。しかし、建設機械のような屋外かつ様々な地域で稼働する機械においては外部環境の影響により力変換効率ηｍおよび速度変換効率ηｖに関わる特徴量が変動するため、力変換効率ηｍおよび速度変換効率ηｖを正しく評価できない可能性がある。例えば油圧ショベルにおいては、作動油の粘性が温度に応じて変化することが一般的に知られている。油温が低下すると作動油の粘性が高くなり、ポンプ内部の作動油を攪拌するために消費されるロストルクが増加し、ポンプ外部へ作動油を押し出すために要求される力が増大し、ポンプ内部の漏れ流量が増加する。従って、油圧ショベル１００の使用温度に応じて力変換効率ηｍおよび速度変換効率ηｖが変動することが想定される。本実施例は、作動油の温度変化による力変換効率ηｍおよび速度変換効率ηｖの変動を抑えることにより、力変換効率ηｍおよび速度変換効率ηｖに基づく油圧ポンプ２１の診断の信頼性を維持するものである。

　図１２は、第４の実施例における油圧駆動装置２００の概略構成図である。本実施例における油圧駆動装置２００は、運転時の作動油の温度を検出可能な温度センサ３０を更に備えている。温度センサ３０の出力値はコントローラ４０に入力される。コントローラ４０は、第１～第３の実施例で説明した特徴量を測定する際の作動油の温度を把握することにより、油圧ポンプ２１の不具合が想定される温度域での特徴量の評価を回避するように構成される。

　一般的に油圧ショベル１００が通常作業で使用される際の作動油の温度範囲は３０℃～７０℃である。そこで、本実施例におけるコントローラ４０は、温度センサ３０で検出した油温がこの範囲内にある場合は特徴量を測定する一方で、この範囲外にある場合は特徴量を測定しないものとする。これにより、油温が通常の範囲内にある場合に限り、力変換効率ηｍおよび速度変換効率ηｖに関わる特徴量が測定されるため、油温の変化に伴う力変換効率ηｍおよび速度変換効率ηｖの変動を抑えることが可能となる。

　（まとめ）
　第４の実施例における油圧駆動装置２００は、油圧ポンプ２１を循環する作動油の温度を検出する温度センサ３０を備え、コントローラ４０は、温度センサ３０で検出された作動油の温度が所定の温度範囲から外れた場合に、力変換効率ηｍに関わる特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐ、および速度変換効率ηｖに関わる特徴量ｑ，Ｎｅ，Ｐ，Ａｂの算出を停止する。

　以上のように構成した第４の実施例によれば、作動油の温度が所定の温度範囲内にある場合に限り、力変換効率ηｍに関わる特徴量Ｔｅ，ｑ，Ｐ、および速度変換効率ηｖに関わる特徴量ｑ，Ｎｅ，Ｐ，Ａｂが測定されるため、作動油の温度変化に伴う力変換効率ηｍまたは速度変換効率ηｖの変動を抑えることが可能となる。

　以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成の一部を加えることも可能であり、ある実施例の構成の一部を削除し、あるいは、他の実施例の一部と置き換えることも可能である。

　１…ケーシング、１Ａ…ケーシング本体、１Ｂ…ヘッドケーシング、１Ｃ…長孔、２…回転軸、３…シリンダブロック、４…シリンダ、５…ピストン、６…コネクティングロッド、６Ａ…球形部、７…ドライブディスク、８…弁板、８Ａ…貫通孔、９…傾転摺動面、１０…センタシャフト、１０Ａ…球形部、１１…傾転機構、１２…シリンダ室、１２Ａ…油通孔、１２Ｂ…油通孔、１３Ａ…液圧室、１３Ｂ…液圧室、１４…サーボピストン、１５…揺動ピン、１５Ａ…球形状先端部、１６…制御部、１７…フィードバックピン、２０…エンジン（原動機）、２０…エンジン、２１，２１ａ，２１ｂ…油圧ポンプ、２２…電磁比例弁、２４…方向切換弁ユニット、２５…ブリードオフ弁、２６…リリーフ弁、２７…圧力センサ、２８…ポンプ吐出油路、２９…タンク、３０…温度センサ、４０…コントローラ、４０ａ…入力インタフェース、４０ｂ…演算装置、４０ｃ…記憶装置、４０ｄ…出力インタフェース、４１…測定条件判定部、４２…特徴量算出部、４３…測定制御部、４４…エンジン回転数制御部、４５…ポンプ傾転制御部、４６…ブリードオフ弁制御部、４８…特徴量算出部、５０…モニタ、５１…操作レバー、５２…測定指示装置、１００…油圧ショベル、１０１…走行体、１０２…旋回体、１０３…作業装置、１０４…ブーム、１０５…アーム、１０６…バケット、１０７…ブームシリンダ、１０８…アームシリンダ、１０９…バケットシリンダ、１１０…運転室、２００…油圧駆動装置。

Claims

　原動機の回転により駆動されることで傾転量に応じた容量で作動油を吐出する可変容量型の油圧ポンプの状態を監視する油圧ポンプ状態監視装置において、
　前記原動機の回転力、ならびに前記油圧ポンプの傾転量および作動油の吐出圧力に関する情報を取得し、前記油圧ポンプの状態を監視するための演算機能を有するコントローラを備え、
　前記コントローラは、前記油圧ポンプの傾転量が所定の傾転量となり、かつ前記油圧ポンプの吐出圧力が所定の圧力となった場合に、当該吐出圧力が所定の圧力となったときにおける、前記原動機の回転力から前記油圧ポンプの作動油の吐出圧力への変換効率である力変換効率に関わる特徴量を算出する
　ことを特徴とする油圧ポンプ状態監視装置。
　請求項１に記載の油圧ポンプ状態監視装置において、
　前記力変換効率に関わる特徴量は、前記原動機の回転力、前記油圧ポンプの傾転量、および前記油圧ポンプの吐出圧力を含む
　ことを特徴とする油圧ポンプ状態監視装置。
　原動機と、
　作動油を貯留するタンクと、
　前記原動機の回転により駆動され、傾転量に応じた容量で前記タンクの作動油を吸い込んで吐出する可変容量型の油圧ポンプと、
　前記原動機の回転力、ならびに前記油圧ポンプの傾転量および作動油の吐出圧力に関する情報を取得するとともに、前記油圧ポンプの傾転量を制御するコントローラとを備えた油圧駆動装置において、
　前記油圧ポンプの吐出圧力を検出する圧力センサを備え、
　前記コントローラは、前記油圧ポンプの傾転量を所定の傾転量に制御し、かつ前記圧力センサで検出された前記油圧ポンプの吐出圧力が所定の圧力となった場合に、前記原動機の回転力から前記油圧ポンプの作動油の吐出圧力への変換効率である力変換効率に関わる特徴量を算出する
　ことを特徴とする油圧駆動装置。
　請求項３に記載の油圧駆動装置において、
　前記油圧ポンプから吐出された後に前記タンクに還流される作動油の流量を調整可能なブリードオフ弁と、
　前記油圧ポンプの吐出圧力を規制するリリーフ弁と、
　前記特徴量の算出を前記コントローラに指示する測定指示装置とを備え、
　前記所定の圧力は、前記リリーフ弁の設定圧であり、
　前記コントローラは、前記測定指示装置からの指示が入力された場合に、前記原動機の回転数を所定の回転数に制御し、前記油圧ポンプの傾転量を前記所定の傾転量に制御し、かつ前記ブリードオフ弁を閉じる
　ことを特徴とする油圧駆動装置。
　請求項３に記載の油圧駆動装置において、
　前記油圧ポンプから吐出された後に前記タンクに還流される作動油の流量を調整可能なブリードオフ弁と、
　前記特徴量の算出を前記コントローラに指示する測定指示装置とを備え、
　前記コントローラは、前記測定指示装置からの指示が入力された場合に、前記原動機の回転数を所定の回転数に制御し、前記油圧ポンプの傾転量を前記所定の傾転量に制御し、かつ前記圧力センサで検出された前記油圧ポンプの吐出圧力が前記所定の圧力と一致するように前記ブリードオフ弁の開口面積を調整する
　ことを特徴とする油圧駆動装置。
　請求項５に記載の油圧駆動装置において、
　前記コントローラは、前記原動機の回転数を所定の回転数に制御し、前記油圧ポンプの傾転量を前記所定の傾転量に制御し、かつ前記圧力センサで検出された前記油圧ポンプの吐出圧力が前記所定の圧力と一致するように前記ブリードオフ弁の開口面積を調整した状態で、前記力変換効率に関わる特徴量を算出するとともに、前記油圧ポンプの入力から出力までの変換効率である速度変換効率に関わる特徴量を算出する
　ことを特徴とする油圧駆動装置。
　請求項６に記載の油圧駆動装置において、
　前記速度変換効率に関わる特徴量は、前記油圧ポンプの傾転量、前記原動機の回転数、前記油圧ポンプの吐出圧力、および前記ブリードオフ弁の開口面積を含む
　ことを特徴とする油圧駆動装置。
　請求項３に記載の油圧駆動装置において、
　前記油圧ポンプを循環する作動油の温度を検出する温度センサを備え、
　前記コントローラは、前記温度センサで検出された作動油の温度が所定の温度範囲から外れた場合に、前記特徴量の算出を停止する
　ことを特徴とする油圧駆動装置。